¿Estaba presente la lactosa en el medio ambiente antes de la evolución de los mamíferos?

¿Existen otras fuentes de lactosa además de los productos lácteos en la naturaleza? Intenté buscarlo pero no encontré nada. La pregunta surgió porque me preguntaba si las enzimas que utilizan lactosa en las bacterias evolucionaron solo después de la aparición de los mamíferos.

Algunos parecen argumentar que la lactosa también se puede encontrar en algunas verduras y frutas. Una referencia común a las fuentes que pude encontrar es un artículo de Toba et al. (1991) titulado Is lactose really present in plants?Desafortunadamente, el periódico está detrás de un muro de pago para mí, por lo que no puedo decir si la respuesta que dan a esta pregunta es "Sí" o "No".
Según Toba et al. por @ Remi.b la respuesta es no. La nueva investigación de los informes de lactosa en algunas especies resultó negativa.
@BryanHanson Gracias. ¿Quieres que sea una respuesta o debería hacerlo yo (probablemente puedas escribir una respuesta ya que tienes acceso al artículo)?
@ Remi.b Lo pondré como respuesta con un asentimiento para ti.
¿Su pregunta es como en su título "¿hay lactosa no láctea en la naturaleza?", o es "¿existía el gen de la lactasa en las bacterias antes de que aparecieran los mamíferos?" Como explicas en tu razonamiento. Los dos no son necesariamente lo mismo.
La pregunta principal es la primera, sin embargo, no puedo ver cómo sería plausible que el gen de la lactasa evolucionara antes de tener un sustrato disponible en el que pudiera funcionar, y así antes de que el organismo que lo portaba tuviera una ventaja selectiva sobre sus competidores. Claramente, lo contrario no es cierto, por lo que es posible que la lactosa estuviera presente pero no hubo una bacteria que desarrollara lactasa antes del levantamiento de los mamíferos.
Creo que tu lógica no es buena. La cuestión de la existencia de lactosa en otras partes de la Naturaleza me parece relativamente poco interesante. Lo que me parece interesante es que las enzimas que pueden hidrolizar la lactosa se encuentran incluso en termófilos (y, de hecho, se están explotando para uso industrial en lácteos). Lo que están haciendo en tales bacterias es la pregunta que abordo en mi respuesta.

Respuestas (2)

Preámbulo

Esta es una respuesta a la motivación expresada en la pregunta:

“…si las enzimas que utilizan lactosa en las bacterias evolucionaron solo después de la aparición de los mamíferos”

en lugar de eso en el título. La presencia o ausencia de lactosa en otra parte de la Naturaleza no decidirá esta cuestión.

Respuesta

El nombre lactasa se aplica a la enzima de los mamíferos que es capaz de catalizar la hidrólisis del disacárido, la lactosa, a glucosa y galactosa, permitiendo la digestión de este azúcar de la leche por parte del lactante. Sin embargo, las enzimas bacterianas y vegetales que normalmente se denominan β-galactosidasas también pueden catalizar la misma reacción.

El papel de las β-galactosidasas en bacterias como Lactobacillus lactis que se encuentran en un entorno lácteo bien puede ser hidrolizar la lactosa de la leche, como puede ser el de Escherichia coli , que se encuentra en el intestino humano. Sin embargo, es poco probable que esto sea generalmente cierto para todas las bacterias. Esto se debe a que las β-galactosidasas se encuentran en un amplio espectro de bacterias, incluidas las extremófilas†, que posiblemente no hayan tenido acceso a la lactosa de la leche.

Las β-galactosidasas son generalmente miembros de un grupo de enzimas denominadas glucósido hidrolasas y se han clasificado en varias familias sobre la base de la similitud de secuencia. Las enzimas de estas familias difieren en su especificidad de sustrato. Para explicar la existencia de tales enzimas en bacterias que no tienen acceso a la lactasa, se ha sugerido que sus sustratos naturales pueden ser otros disacáridos. Este es en realidad el tema de una tesis doctoral de SA Shipkowski , quien sugiere que algunas β-galactosidasas pueden hidrolizar la β-1,4 galactobiosa:

lactosa y galactobiosa

La importancia de esto es que el polisacárido, la pectina , que se encuentra en ciertas paredes celulares de las plantas, podría ser descompuesto por otras enzimas en las bacterias, produciendo galactobiosa.

Conclusión

Aunque la β-galactosidasa en ciertas bacterias puede optimizarse para hidrolizar la lactosa de la leche, es casi seguro que el gen que la codifica deriva de un gen ancestral de glucósido hidrolasas, cuyo producto es anterior a la aparición de los mamíferos y se usó para hidrolizar otros disacáridos derivados de los polisacáridos. provenientes de diversas fuentes.

† Cabe destacar que la β-galactosidasa de termófilos extremos como Thermus thermophilus KNOUC114, aislado de una fuente termal, hidroliza bien la lactosa. De hecho, su termoestabilidad ha despertado interés en su desarrollo para su uso en la industria alimentaria ( Ahn et al. 2012 ).

La tesis de doctorado de Shipkowski que vinculaste, dice en la página de mosaico que fue escrita para cumplir con los "requisitos para el grado de doctor en filosofía "...? Sin embargo, ¿cuál es la relevancia de la tesis para la filosofía?
@ning: la filosofía natural proporciona el 'Ph' en PhD o el 'Phil' en D.Phil. También citaría aquí a Shakespeare: "Hay más cosas en el cielo y en la tierra... de las que se sueñan en su filosofía".

Aquí está el resumen del artículo que @Remi.b encontró:

La presencia de lactosa en Forsythia , Achras zapota y Zizyphus jujuba ha sido reportada previamente. Hemos reexaminado su presencia mediante cromatografía gas-líquido, cromatografía en papel y cromatografía líquida de alta resolución. Aunque las tres plantas contenían glucosa, fructosa, mioinositol (excepto A. zapota ) y sacarosa, no se detectó lactosa. Por lo tanto, se debe volver a examinar la presencia de lactosa en el reino vegetal.

"¿La lactosa está realmente presente en las plantas?" Takahiro Toba, Satoshi Nagashima, Susumu Adachi Primera publicación: 1991 https://doi.org/10.1002/jsfa.2740540217

Así al menos se desmiente esta posible fuente de lactosa en las plantas.

EDITAR: También busqué en Web of Science "lactosa AND plant*" en el campo de título, y no hay otros artículos que no sean los que encontró @ Remi.b.

Esta no es realmente una respuesta a su pregunta, ya que es simplemente una refutación de una fuente. Sin embargo, si lo publicará, NO publique la cita como una imagen, pero tómese la molestia de escribirla. Las imágenes de texto no son indexables y discriminan a las personas con defectos de la vista.
@David Dos puntos excelentes, editados en consecuencia, gracias.
¿Estaba presente la lactosa en el medio ambiente antes de la evolución de los mamíferos?
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